内容正文:
南昌市复兴外国语学校2025—2026学年高二下学期期中考试
高二化学试卷
试卷共8页,18小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 O-16 H-1
一、单选题:本题共14小题,共42分,每小题3分;只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是
A. 与含有相同的官能团,互为同系物
B. 属于醛类,官能团为
C. 的名称为:乙基丁烯
D. 乙醚与乙醇互为同分异构体
2. 若要除去下列有机物中混入的杂质(括号中为杂质),所选用的方法不正确的是
A. 乙醇(水):加入新制的生石灰,然后蒸馏
B. 苯(溴):加入氢氧化钠溶液,然后分液
C. 乙烷(乙烯):通入酸性高锰酸钾溶液中洗气
D. 乙酸乙酯(乙酸):加入饱和碳酸钠溶液,然后分液
3. 已知:。下列说法不正确的是
A. 物质乙的名称是2,3-二甲基-1,3-丁二烯
B. 甲、乙完全燃烧时,生成的CO2、H2O物质的量之比相同
C. 乙、丙分别与Br2发生1:1加成的产物各有2种(不考虑顺反异构体)
D. 上述反应属于加成反应
4. 下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是
A. 与属于对映异构
B. H3CC≡CCH3和CH2=CHCH=CH2属于官能团异构
C. CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于碳架异构
D. 和属于位置异构
5. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溴的四氯化碳溶液中通入分子式为的链状有机物
橙色逐渐褪去
该有机物中一定含有碳碳双键
B
取2 mL叔丁基苯(),再滴加5滴酸性溶液并振荡
紫红色逐渐褪去
苯环影响侧链,使烷基性质更活泼,可以使酸性溶液褪色
C
将液溴和苯在铁粉作用下产生的气体通入溶液中
产生淡黄色沉淀
说明液溴和苯发生了取代反应
D
将混有少量乙烯的乙烷通入溴水中
溶液颜色变浅
可以用溴水除去乙烷中的乙烯
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有机物的系统命名中正确的是
A. 3,4-二甲基-4-乙基己烷 B. 2,2-二甲基-4-乙基戊烷
C. 3,4,4-三甲基己烷 D. 2,3,3-三甲基-4-乙基己烷
7. 下列说法不正确的是
A. 只含有一种等效氢的,可命名为2,二甲基丙烷
B. 的一氯代物有4种
C. 甲基己烯存在顺反异构。
D. 二环丁烷()的二溴代物有4种(不考虑立体异构)
8. 结构决定性质,性质决定用途。对下列事实解释错误的是
事实
解释
A
的沸点较低
存在分子内氢键
B
石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
相邻碳原子平面之间相隔较远,未杂化的p轨道重叠使电子几乎只能在整个碳原子平面中运动
C
中的键能比HCHO中的键能大
中有两组3中心4电子键,电子云分布更均匀,能量更高
D
与HClO加成的主要产物是
中Cl的电负性较大,使双键电子云向中心碳原子偏移,HClO中带正电性的Cl易连在带负电性中心碳原子上
A. A B. B C. C D. D
9. 化合物是一种有机溶剂。使用现代分析仪器对有机物的分子结构进行测定,相关结果如图1、图2、图3所示:
有关X的说法不正确的是
A. X的相对分子质量应为74
B. X的分子式是
C. 0.3molX中含有C-H键的数目为3mol
D. 有机物M是X的同分异构体,M的结构有4种(不包括X本身,且不考虑立体异构)
10. 乙酸乙酯和丙酸甲酯互为同分异构体,其结构简式分别为和,两种有机物在检测仪器中得到的信息或信号完全相同的是
A. 质谱仪 B. 核磁共振氢谱仪
C. 李比希元素分析仪 D. 红外光谱仪
11. 离子液体[Bmim]Cl在电化学领域具有广阔的前景,一种合成[Bmim]Cl的原理如图所示,1-甲基咪唑环上所有原子共平面,下列说法不正确的是
A. [Bmim]Cl中含有离子键和共价键
B. 中不含有手性碳原子
C. [Bmim]Cl具有很高的熔点和沸点
D. 1-甲基咪唑中N原子只有一种杂化方式
12. 某有机物的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 该有机物与乙苯不互为同系物
B. 分子中共直线的碳原子最多有4个
C. 分子中共平面的碳原子最多有13个
D. 分子中共平面的原子最多有19个
13. 积极稳妥推进碳达峰碳中和具有重大意义,一种利用电解原理捕获CO2的装置如图所示。捕获CO2时,在石墨电极表面转化为,下列说法不正确的是
A. Ni和Fe均是第四周期第VIII族元素
B. 工作时,镀镍铁网与外接电源的负极相连
C. 石墨电极上发生氧化反应
D. 标准状况下,理论上每生成1mol的同时会生成11.2LH2
14. 某化合物W的分子结构可表示为。下列说法正确的是
A. 碳原子的杂化类型均为 B. 分子中存在两个手性碳原子
C. 适当条件下可与水反应 D. 常温下是气体
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,可从黄花蒿茎叶中提取,无色针状晶体,可溶于有机溶剂,难溶于水,溶解度随温度升高而增大。其分子结构及提取方法如下:
(1)青蒿素分子中碳原子的杂化类型有___________;青蒿素分子中含有___________个手性碳原子。
(2)将黄花蒿破碎的目的是___________。
(3)补全获得青蒿素精品的操作Ⅲ的具体操作:选用合适热溶剂溶解、加入活性炭脱色、趁热过滤、___________、___________、洗涤、干燥。
(4)某同学发现青蒿素可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明青蒿素具有___________性。
(5)科学家在青蒿素的研究中发现,利用如图反应可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
与青蒿素相比,双氢青蒿素的水溶性更好,故疗效更好,请从结构的角度推测主要原因___________。
16. 物质的结构可以决定物质的物理化学性质,请回答下列问题:
(1)三氟乙酸的小于三氯乙酸,请简要解释原因______。
(2)画出邻羟基苯甲醛分子内氢键的结构示意图______。
(3)已知(熔点1290℃)与(熔点194℃)熔点差别较大,请简要解释熔点远高于的原因______。
(4)已知吡啶()中含有与苯类似的大键。
①吡啶中N原子的价层孤电子对占据______(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.杂化轨道
②吡啶在水中的溶解度远大于苯,主要原因是(写出两点)______,______。
③、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是______。
17. 以苯为原料制备一系列化工产品的流程如下:
已知:
①D中含有乙基。
②
(1)A可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,则它的官能团名称是__________。
(2)反应①的反应类型为__________反应。
(3)写出反应③的化学方程式__________。
(4)D的结构简式为__________。
(5)芳香族化合物M是E的同分异构体,苯环上只有两个取代基,且除苯环外无其他环状结构,则M的结构有__________种(不考虑立体异构)。其中有4种不同化学环境的氢原子的结构简式为____________。
(6)已知:①(氨基易被氧化)。
②苯环上原有取代基会影响新取代基的位置:甲基一般使新取代基在其邻位和对位,硝基使新取代基在其间位。依据题中信息及所学知识,写出以苯为原料制备间氨基苯甲酸的合成路线流程图__________(无机试剂、两碳以下的有机试剂任用)。(合成路线的表示方式为:甲乙……目标产物)
18. 一种以锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料提取粗品LiOH的工艺流程如图所示。
已知:①“酸化焙烧”生成Li2SO4、H(AlSi2)O6、SiO2等;
②LiOH和Na2SO4的溶解度随温度变化关系如图所示。
(1)离子键百分数:Li2O___________(填“>”“<”或“=”)Al2O3。
(2)“球磨”的目的是___________;
(3)25℃时,氢氧化锂的溶度积常数K(LiOH)≈6.9×10-2,若“调pH”时,溶液中c(Li+)=1.38mol·L-1,为防止形成LiOH沉淀,则溶液中的c(OH-)应小于___________mol·L-1;“冷冻”后分离Na2SO4的操作为___________。
(4)将LiOH粗品置于LiOH饱和溶液中,一段时间后可得到LiOH高纯产品。缺角的LiOH晶体在LiOH饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的___________性;该提纯方法适宜的温度约为___________℃。
(5)LiOH受热分解生成Li2O,Li2O的立方晶胞如图所示,晶胞密度为g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长为___________pm。
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南昌市复兴外国语学校2025—2026学年高二下学期期中考试
高二化学试卷
试卷共8页,18小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:Li-7 C-12 O-16 H-1
一、单选题:本题共14小题,共42分,每小题3分;只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是
A. 与含有相同的官能团,互为同系物
B. 属于醛类,官能团为
C. 的名称为:乙基丁烯
D. 乙醚与乙醇互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.属于醇,含醇羟基,属于酚,含酚羟基,两者物质类别不固体,不互为同系物,故A错误;
B.属于酯类,官能团为−COO−R,故B错误;
C.主链为含碳碳双键的最长碳链,其名称为: 2−乙基−1−丁烯,故C正确;
D.乙醚是CH3CH2OCH2CH3,乙醇是CH3CH2OH,两者分子式不相同,不互为同分异构体,故D错误;
故答案为C。
2. 若要除去下列有机物中混入的杂质(括号中为杂质),所选用的方法不正确的是
A. 乙醇(水):加入新制的生石灰,然后蒸馏
B. 苯(溴):加入氢氧化钠溶液,然后分液
C. 乙烷(乙烯):通入酸性高锰酸钾溶液中洗气
D. 乙酸乙酯(乙酸):加入饱和碳酸钠溶液,然后分液
【答案】C
【解析】
【详解】A.水和生石灰反应生成氢氧化钙,乙醇易挥发,可用蒸馏的方法分离,A正确;
B.溴会与氢氧化钠溶液反应,苯不溶于氢氧化钠溶液,加入氢氧化钠溶液,然后分液可以除去苯中的杂质溴,B正确;
C.乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,引入了新的杂质气体,C错误;
D.乙酸与碳酸钠溶液反应,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,加入饱和碳酸钠溶液,然后分液可以除去乙酸乙酯中的乙酸,D正确;
故选C。
3. 已知:。下列说法不正确的是
A. 物质乙的名称是2,3-二甲基-1,3-丁二烯
B. 甲、乙完全燃烧时,生成的CO2、H2O物质的量之比相同
C. 乙、丙分别与Br2发生1:1加成的产物各有2种(不考虑顺反异构体)
D. 上述反应属于加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.选择含两个双键的最长碳链为主链,主链为4个碳,双键位于1、3位,2、3位各连1个甲基,名称为2,3-二甲基-1,3-丁二烯,A正确;
B.甲分子式为,完全燃烧生成与的物质的量之比为3:2;乙分子式为,完全燃烧生成与的物质的量之比为6:5,二者比值不同,B错误;
C.乙为对称共轭二烯烃,与发生1:1加成时,有1,2-加成和1,4-加成两种产物;丙中有两个不对称的碳碳双键,与发生1:1加成时,也有两种产物,C正确;
D.该反应为不饱和键的加成反应,两种反应物生成一种产物,符合加成反应特征,D正确;
故选 B。
4. 下列关于同分异构体异构方式的说法不正确的是
A. 与属于对映异构
B. H3CC≡CCH3和CH2=CHCH=CH2属于官能团异构
C. CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2属于碳架异构
D. 和属于位置异构
【答案】A
【解析】
【详解】A.第一种物质的中心碳原子连接两个相同的氢原子与两个相同的氯原子,不存在手性碳原子,两种物质实为同一物质,不属于对映异构,A错误;
B.与分子式均为,前者官能团为碳碳三键,后者官能团为碳碳双键,官能团种类不同,属于官能团异构,B正确;
C.与分子式均为,前者为直链碳骨架,后者为带支链的碳骨架,属于碳架异构,C正确;
D.两种物质分子式均为,均含有酚羟基与苯环结构,碳骨架相同,仅羟基与甲基在苯环上的连接位置不同,属于位置异构,D正确;
故选 A。
5. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向溴的四氯化碳溶液中通入分子式为的链状有机物
橙色逐渐褪去
该有机物中一定含有碳碳双键
B
取2 mL叔丁基苯(),再滴加5滴酸性溶液并振荡
紫红色逐渐褪去
苯环影响侧链,使烷基性质更活泼,可以使酸性溶液褪色
C
将液溴和苯在铁粉作用下产生的气体通入溶液中
产生淡黄色沉淀
说明液溴和苯发生了取代反应
D
将混有少量乙烯的乙烷通入溴水中
溶液颜色变浅
可以用溴水除去乙烷中的乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子式为的链状有机物可能是炔烃、,炔烃含碳碳三键,也能使溴的四氯化碳溶液褪色,所以仅根据溶液褪色不能确定该有机物中一定含有碳碳双键,A错误;
B.苯的同系物能被酸性氧化的条件是:与苯环直接相连的侧链碳原子上含有氢原子,叔丁基苯中与苯环直接相连的碳上没有氢,不能被酸性高锰酸钾氧化,溶液紫红色不会褪去,现象错误,B错误;
C.液溴易挥发,苯和溴的取代反应中,挥发出来的溴蒸气也能与溶液反应生成淡黄色沉淀,无法证明反应生成了,不能说明发生了取代反应,结论错误,C错误;
D.乙烯可与溴发生加成反应生成液态的1,2-二溴乙烷,乙烷不与溴水反应,因此溴水颜色变浅,且可以除去乙烷中混有的乙烯,操作、现象、结论均正确,D正确;
故选D。
6. 下列有机物的系统命名中正确的是
A. 3,4-二甲基-4-乙基己烷 B. 2,2-二甲基-4-乙基戊烷
C. 3,4,4-三甲基己烷 D. 2,3,3-三甲基-4-乙基己烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.支链编号之和必须最小,正确命名是:3,4-二甲基-3-乙基己烷,A错误;
B.不符合烷烃命名原则,主链最长,主链编号之和最小,正确命名是:2,2,4-三甲基己烷,B错误;
C.支链编号之和必须最小,正确命名是:3,3,4-三甲基己烷,C错误;
D.符合烷烃命名原则,主链最长,主链编号之和最小,命名正确, D正确;
故选D。
7. 下列说法不正确的是
A. 只含有一种等效氢的,可命名为2,二甲基丙烷
B. 的一氯代物有4种
C. 甲基己烯存在顺反异构。
D. 二环丁烷()的二溴代物有4种(不考虑立体异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A.有正戊烷、异戊烷和新戊烷三种同分异构体,新戊烷C(CH3)4结构高度对称,只含有一种等效氢,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,A正确;
B.分析所给有机物的结构,分子中含有 5 种不同化学环境的氢原子(与甲基相连的碳原子上的氢、甲基上的氢,以及环上 3 种不同位置的氢 ),所以其一氯代物有 5 种,而不是 4 种,B错误;
C.2-甲基-3-己烯的结构简式为 ,碳碳双键两端的碳原子均连接不同的原子或原子团,存在顺反异构,C正确;
D.二环[1.1.0] ()丁烷的结构中,两个溴原子的取代情况:① 两个溴原子在同一个碳原子上,有 1 种;② 两个溴原子在不同碳原子上,有 3 种(相邻碳原子间 2 种、相间碳原子间 1 种 ),共 4 种二溴代物(不考虑立体异构 ),D正确;
故选B。
8. 结构决定性质,性质决定用途。对下列事实解释错误的是
事实
解释
A
的沸点较低
存在分子内氢键
B
石墨的导电性只能沿石墨平面的方向
相邻碳原子平面之间相隔较远,未杂化的p轨道重叠使电子几乎只能在整个碳原子平面中运动
C
中的键能比HCHO中的键能大
中有两组3中心4电子键,电子云分布更均匀,能量更高
D
与HClO加成的主要产物是
中Cl的电负性较大,使双键电子云向中心碳原子偏移,HClO中带正电性的Cl易连在带负电性中心碳原子上
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子内的羟基氢与非羟基氧形成氢键,即分子内氢键,导致沸点较低。A正确;
B.石墨为层状结构,层与层之间的碳原子平面相隔较远,电子不易跨越,所以未杂化的p轨道重叠使电子几乎只能在整个碳原子平面中运动,石墨的导电性只能沿石墨平面的方向,B正确;
C.中有两组3中心4电子键,电子云分布更均匀,分子较为稳定,能量较低,C错误;
D.Cl的电负性较大,是吸电子基团,使双键电子云向中间碳原子偏移,电荷相反基团相互吸引,所以分子中带正电性的Cl易连在带负电性中心碳原子上,D正确;
故选C。
9. 化合物是一种有机溶剂。使用现代分析仪器对有机物的分子结构进行测定,相关结果如图1、图2、图3所示:
有关X的说法不正确的是
A. X的相对分子质量应为74
B. X的分子式是
C. 0.3molX中含有C-H键的数目为3mol
D. 有机物M是X的同分异构体,M的结构有4种(不包括X本身,且不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【分析】质荷比最大的值为化合物X的相对分子质量,其相对分子质量为74,含有C-H、C-O-C,分子中有两种不同化学环境的氢原子,个数比为2:3,故化合物X为CH3CH2OCH2CH3。
【详解】A.质谱图中最大质荷比为有机物的相对分子质量,图中最大质荷比为74,因此X的相对分子质量为74,A正确;
B.根据分析可知,X为CH3CH2OCH2CH3,分子式为C4H10O,B正确;
C.X分子中所有H原子均与C相连,共10个H,因此1个X分子含10个键,中键的物质的量为,C正确;
D.有机物M为X的同分异构体,若M为醇类,碳链为C-C-C-C时,羟基有2个位置,碳链为 时,羟基有2个位置,若M为醚类,有CH3OCH2CH2CH3、 ,因此M的结构有6种,D错误;
故选D。
10. 乙酸乙酯和丙酸甲酯互为同分异构体,其结构简式分别为和,两种有机物在检测仪器中得到的信息或信号完全相同的是
A. 质谱仪 B. 核磁共振氢谱仪
C. 李比希元素分析仪 D. 红外光谱仪
【答案】C
【解析】
【分析】乙酸乙酯(CH3COOCH2CH3)和丙酸甲酯(CH3CH2COOCH3)互为同分异构体,分子式均为C4H8O2。
【详解】A.质谱仪:分子离子峰(m/z=88)相同,但碎片峰因结构差异不同,整体信息不完全相同,A不符题意;
B.核磁共振氢谱:乙酸乙酯有3种氢环境,丙酸甲酯也有3种氢环境,但基团连接原子不同,图谱上化学位移不尽相同,B不符题意;
C.元素分析仪:两者C、H、O元素种类和含量完全相同,结果一致,C符合题意;
D.红外光谱:两种酯均含有酯基(C=O和C-O-C),但周围环境略有差异,可能导致细微的峰位差别,因此信号不完全相同,D不符题意;
故选C。
11. 离子液体[Bmim]Cl在电化学领域具有广阔的前景,一种合成[Bmim]Cl的原理如图所示,1-甲基咪唑环上所有原子共平面,下列说法不正确的是
A. [Bmim]Cl中含有离子键和共价键
B. 中不含有手性碳原子
C. [Bmim]Cl具有很高的熔点和沸点
D. 1-甲基咪唑中N原子只有一种杂化方式
【答案】C
【解析】
【详解】A.与间存在离子键,中各原子间存在共价键,A正确;
B中所有的碳原子都不是手性碳原子,B正确;
C.离子液体一般具有较低的熔点且难挥发,C错误;
D.1-甲基咪唑环上所有原子共平面,N原子均为sp2杂化,D正确;
故选C。
12. 某有机物的结构如图所示,下列说法错误的是
A. 该有机物与乙苯不互为同系物
B. 分子中共直线的碳原子最多有4个
C. 分子中共平面的碳原子最多有13个
D. 分子中共平面的原子最多有19个
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物苯环上所连烃基中含有不饱和键,而乙苯中的乙基是饱和烃基,二者结构不相似,不互为同系物,A正确;
B.据图可知,分子中共直线的碳原子最多有4个,B正确;
C.苯和碳碳双键是平面结构、碳碳三键是直线形,单键具有旋转性,乙基上两个碳可以在苯环平面内,故该分子中共平面的碳原子最多有13个,C正确;
D.苯和碳碳双键是平面结构、碳碳三键是直线形,饱和碳原子是四面体结构,该分子中共平面的原子最多有21个,D错误;
故选D。
13. 积极稳妥推进碳达峰碳中和具有重大意义,一种利用电解原理捕获CO2的装置如图所示。捕获CO2时,在石墨电极表面转化为,下列说法不正确的是
A. Ni和Fe均是第四周期第VIII族元素
B. 工作时,镀镍铁网与外接电源的负极相连
C. 石墨电极上发生氧化反应
D. 标准状况下,理论上每生成1mol的同时会生成11.2LH2
【答案】D
【解析】
【分析】该装置利用电解原理捕捉,含等的混合气体进入吸收罐,与溶液反应,电解池中,阴极(镀镍铁网)处得电子生成,阳极(石墨电极)发生特定物质的氧化转化,阴离子交换膜可让阴离子定向移动,维持电荷平衡,加液口用于补充相关溶液。通过电解过程,实现的捕获及转化,整体为碳减排相关的电解装置。
【详解】A.Ni和Fe均为第四周期第Ⅷ族元素,故A正确;
B.镀镍铁网上产生,镀镍铁网应为阴极,与外接电源负极相连,故B正确;
C.石墨电极为阳极,发生氧化反应,故C项正确;
D.每生成1mol会转移2mol,标准状况下理论上产生22.4L,故D不正确;
故选D。
14. 某化合物W的分子结构可表示为。下列说法正确的是
A. 碳原子的杂化类型均为 B. 分子中存在两个手性碳原子
C. 适当条件下可与水反应 D. 常温下是气体
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中碳碳双键中的C原子为sp2杂化,饱和C原子为sp3杂化,A错误;
B.该分子中不存在手性碳原子,B错误;
C.该物质含碳碳双键,适当条件下能与水发生加成反应,C正确;
D.W的分子式为C8H8,C原子数大于4,常温下不是气体,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,可从黄花蒿茎叶中提取,无色针状晶体,可溶于有机溶剂,难溶于水,溶解度随温度升高而增大。其分子结构及提取方法如下:
(1)青蒿素分子中碳原子的杂化类型有___________;青蒿素分子中含有___________个手性碳原子。
(2)将黄花蒿破碎的目的是___________。
(3)补全获得青蒿素精品的操作Ⅲ的具体操作:选用合适热溶剂溶解、加入活性炭脱色、趁热过滤、___________、___________、洗涤、干燥。
(4)某同学发现青蒿素可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明青蒿素具有___________性。
(5)科学家在青蒿素的研究中发现,利用如图反应可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
与青蒿素相比,双氢青蒿素的水溶性更好,故疗效更好,请从结构的角度推测主要原因___________。
【答案】(1) ①. sp2、sp3 ②. 7
(2)增大接触面积,提高青蒿素的浸取率
(3) ①. 冷却结晶 ②. 过滤 (4)氧化
(5)双氢青蒿素中引入羟基,能与水分子之间形成氢键(与水结构相似,使其溶解性增强)
【解析】
【小问1详解】
青蒿素分子中的饱和碳原子(如甲基、亚甲基等)形成4个单键,属于sp3杂化,酯基碳原子(-COO-)形成一个双键和两个单键,属于sp2杂化,因此青蒿素分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种;手性碳是指连接四个不同基团的碳原子,根据青蒿素的结构(,带*的为手性碳原子),青蒿素分子中共有7个手性碳原子。
【小问2详解】
将黄花蒿破碎可以增大其表面积,使青蒿素更容易被有机溶剂A浸出,从而提高浸出率(或浸出速率),这是提取过程中常见的操作,目的是增大接触面积,提高青蒿素的浸取率。
【小问3详解】
青蒿素的溶解度随温度升高而增大,因此适合采用重结晶法提纯,具体步骤如下:选用合适热溶剂溶解粗品,加入活性炭脱色,趁热过滤,除去活性炭及不溶物,冷却结晶(或降温结晶),使青蒿素析出,过滤(或抽滤),分离晶体,洗涤、干燥,得到精品。
【小问4详解】
青蒿素使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,说明有I2生成,青蒿素含过氧键,青蒿素将I-氧化为I2,自身被还原,表现出氧化性。
【小问5详解】
青蒿素分子中含有的官能团是酯基-COO-和过氧键-O-O-,而双氢青蒿素中酯基被还原为醇羟基-CH(OH)-,羟基-OH是亲水基团,可与水分子形成氢键,显著增加分子的水溶性,而青蒿素中的酯基极性较弱,水溶性较差,因此双氢青蒿素的水溶性更好,更易被人体吸收,疗效更优。
16. 物质的结构可以决定物质的物理化学性质,请回答下列问题:
(1)三氟乙酸的小于三氯乙酸,请简要解释原因______。
(2)画出邻羟基苯甲醛分子内氢键的结构示意图______。
(3)已知(熔点1290℃)与(熔点194℃)熔点差别较大,请简要解释熔点远高于的原因______。
(4)已知吡啶()中含有与苯类似的大键。
①吡啶中N原子的价层孤电子对占据______(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.杂化轨道
②吡啶在水中的溶解度远大于苯,主要原因是(写出两点)______,______。
③、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是______。
【答案】(1)F的电负性Cl大,F—C极性大于Cl—C极性,使F3C—C极性大于Cl3C—C极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子
(2) (3)AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子晶体熔点高
(4) ①. D ②. 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键 ③. 吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子 ④.
【解析】
【小问1详解】
氟元素的电负性强于氯元素,三氟乙酸分子中F—C极性大于三氯乙酸中Cl—C极性,导致三氟乙酸分子中F3C—C极性大于三氯乙酸中Cl3C—C极性,使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,酸性更强;
【小问2详解】
邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为:;
【小问3详解】
AlF3的熔点为1290℃,AlCl3熔点为194℃,原因是AlF3是离子晶体,AlCl3是分子晶体,离子晶体熔点高;
【小问4详解】
①吡啶中含有与苯类似的大π键,则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故选D;
②已知苯分子为非极性分子,吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度,吡啶远大于苯;
③-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为: > > ,结合题干信息可知,其中碱性最弱的为: ;
17. 以苯为原料制备一系列化工产品的流程如下:
已知:
①D中含有乙基。
②
(1)A可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,则它的官能团名称是__________。
(2)反应①的反应类型为__________反应。
(3)写出反应③的化学方程式__________。
(4)D的结构简式为__________。
(5)芳香族化合物M是E的同分异构体,苯环上只有两个取代基,且除苯环外无其他环状结构,则M的结构有__________种(不考虑立体异构)。其中有4种不同化学环境的氢原子的结构简式为____________。
(6)已知:①(氨基易被氧化)。
②苯环上原有取代基会影响新取代基的位置:甲基一般使新取代基在其邻位和对位,硝基使新取代基在其间位。依据题中信息及所学知识,写出以苯为原料制备间氨基苯甲酸的合成路线流程图__________(无机试剂、两碳以下的有机试剂任用)。(合成路线的表示方式为:甲乙……目标产物)
【答案】(1)碳碳双键
(2)加成 (3)
(4) (5) ①. 17 ②. 、
(6)
【解析】
【分析】苯与A在催化剂作用下反应生成乙苯,A可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则A为乙烯,与苯发生加成反应;根据聚合物的结构可知,反应类型为加聚反应,单体B为1,3-丁二烯;已知D中含有乙基,根据E的结构简式和已知反应②,则D为;CD反应条件为光照,则溴原子取代侧链烷基上的氢,即C为。
【小问1详解】
A可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,则A为乙烯,它的官能团名称是碳碳双键;
【小问2详解】
反应①是苯与乙烯发生加成反应;
【小问3详解】
根据可知,单体为苯乙烯与,则化学方程式为:;
【小问4详解】
根据分析可知,D的结构简式为;
【小问5详解】
两个取代基可以是:与、与、与、与、与、与,每种都有邻位、间位和对位三种情况,除去E本身,还有17种;其中有4种不同化学环境的氢原子的结构简式为: 、 ;
【小问6详解】
因为甲基一般使新取代基在苯环邻位和对位,硝基使新取代基在苯环间位,要制备间氨基苯甲酸,则需要先制备硝基苯,再用甲基取代硝基间位苯环上的氢,再氧化甲基为羧基,最后还原硝基为氨基,即。
18. 一种以锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料提取粗品LiOH的工艺流程如图所示。
已知:①“酸化焙烧”生成Li2SO4、H(AlSi2)O6、SiO2等;
②LiOH和Na2SO4的溶解度随温度变化关系如图所示。
(1)离子键百分数:Li2O___________(填“>”“<”或“=”)Al2O3。
(2)“球磨”的目的是___________;
(3)25℃时,氢氧化锂的溶度积常数K(LiOH)≈6.9×10-2,若“调pH”时,溶液中c(Li+)=1.38mol·L-1,为防止形成LiOH沉淀,则溶液中的c(OH-)应小于___________mol·L-1;“冷冻”后分离Na2SO4的操作为___________。
(4)将LiOH粗品置于LiOH饱和溶液中,一段时间后可得到LiOH高纯产品。缺角的LiOH晶体在LiOH饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的___________性;该提纯方法适宜的温度约为___________℃。
(5)LiOH受热分解生成Li2O,Li2O的立方晶胞如图所示,晶胞密度为g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长为___________pm。
【答案】(1)> (2)增大反应物接触面积,加快“酸化焙烧”时的反应速率(合理即可)
(3) ①. 5×10-2或0.05 ②. 过滤
(4) ①. 自范 ②. 40
(5)
【解析】
【分析】锂辉石球磨是为了增大反应的接触面积,加浓硫酸酸化焙烧得到Li2SO4、H(AlSi2)O6、SiO2等,SiO2过滤除掉,向浸液中加水,再加NaOH调pH除掉Al元素和Si元素,通过冷冻结晶出Na2SO4,最后蒸发结晶得到LiOH粗品;
【小问1详解】
Li和O的电负性差值大于Al和O的电负性差值,Li2O离子键百分数更大,故Li2O>Al2O3;
【小问2详解】
“球磨”的目的是增大反应物接触面积,加快“酸化焙烧”时的反应速率(合理即可);
【小问3详解】
溶液中c(Li+)=1.38mol·L-1,为防止形成LiOH沉淀,则溶液中的c(OH-)应小于 ;“冷冻”后分离Na2SO4的操作为过滤;
【小问4详解】
缺角的LiOH晶体在LiOH饱和溶液中慢慢变为完美的立方体块,体现了晶体的自范性;约40℃时Na2SO4溶解度最大,最有利于其溶解,且此温度下LiOH溶解度不大,有利于二者分离,故提纯LiOH适宜的温度约为40℃;
【小问5详解】
设晶胞边长为apm,据“均摊法”,晶胞中含8个Li,结合化学式Li2O,则晶体密度为,a=。
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